João Antonio da Silva Júnior
COMPARAÇÃO ENTRE A RESPOSTA CARDIOPULMONAR,
METABÓLICA E SINTOMAS DE CLAUDICAÇÃO DE INDIVÍDUOS
COM DOENÇA ARTERIAL PERIFÉRICA EM TESTE DE
EXERCÍCIO INCREMENTAL NA ESTEIRA VERSUS
CICLOERGÔMETRO.
Escola de Educação Física, Fisioterapia e Terapia Ocupacional - UFMG Belo Horizonte
João Antonio da Silva Júnior
COMPARAÇÃO ENTRE A RESPOSTA CARDIOPULMONAR,
METABÓLICA E SINTOMAS DE CLAUDICAÇÃO DE INDIVÍDUOS
COM DOENÇA ARTERIAL PERIFÉRICA EM TESTE DE
EXERCÍCIO INCREMENTAL NA ESTEIRA VERSUS
CICLOERGÔMETRO.
Dissertação apresentada ao Programa de
Pós-Graduação em Ciências da
Reabilitação, como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Ciências da Reabilitação.
Orientadora: Profa. Dra. Danielle Aparecida Gomes Pereira
Coorientadora: Profa. Dra. Raquel Rodrigues Britto
Escola de Educação Física, Fisioterapia e Terapia Ocupacional - UFMG Belo Horizonte
S586c 2016
Silva Júnior, João Antonio da
Comparação entre a resposta cardiopulmonar, metabólica e sintomas de claudicação de indivíduos com doença arterial periférica em teste de exercício incremental na esteira versus cicloergômetro. [manuscrito] / João Antonio da Silva Júnior – 2016.
54f., enc.: il.
Orientadora: Danielle Aparecida Gomes Pereira Coorientador: Raquel Rodrigues Britto
Dissertação (mestrado) – Universidade Federal de Minas Gerais, Escola de Educação Física, Fisioterapia e Terapia Ocupacional.
Bibliografia: f. 39-43
1. Doença arterial periférica - Teses. 2. Exercícios físicos - Teses. 3. Sistema cardiopulmonar - Teses. 4. Aptidão física – testes - Teses. 5. Claudicação intermitente - Teses. I. Pereira, Danielle Aparecida Gomes. II. Britto, Raquel Rodrigues. III. Universidade Federal de Minas Gerais. Escola de Educação Física, Fisioterapia e Terapia Ocupacional. IV. Título.
CDU: 615.8-053.9
Ficha catalográfica elaborada pela equipe de bibliotecários da Biblioteca da Escola de Educação Física, Fisioterapia e Terapia Ocupacional da Universidade Federal de Minas Gerais.
AGRADECIMENTOS
Em primeiro lugar, agradeço a Deus, que até aqui tem me guiado e estado sempre ao meu lado. Que eu continue recebendo suas bênçãos e se cumpra os planos que Ele tem para mim.
À minha orientadora, Profa. Dra. Danielle Aparecida Gomes Pereira, pelo exemplo profissional, dedicação e compreensão durante estes anos em que tive a oportunidade de aprender com você. Sem dúvida, um exemplo de pessoa e professora que levarei para a vida.
À minha coorientadora, Profa. Dra. Raquel Rodrigues Britto pela competência, conselhos e contribuições sempre relevantes. Muito obrigado pelas oportunidades de crescimento acadêmico e profissional nestes últimos anos. À minha esposa, Lívia Arruda de Melo Silva, pelo companheirismo e amor dedicados nos bons momentos e pelo apoio incondicional nos momentos difíceis. Divido com você a vitória de concluir este trabalho.
Aos meus pais amados, João Antonio da Silva e Sara Brito da Silva, sem os quais eu nada seria e jamais pensaria em alcançar tantos objetivos. Não há palavras que possam descrever o quanto sou grato pelo esforço que vocês dedicaram à minha formação como pessoa e profissional.
Ao meu irmão, Anderson Brito da Silva, pela amizade de sempre e pelo exemplo de quem não tem medo de buscar os seus sonhos. Muito obrigado pelas discussões e colaborações, as quais foram indispensáveis para a conclusão deste trabalho.
À minha irmã, Aline Brito da Silva, que muito me ajudou no início da minha vida escolar e sempre foi uma amiga com quem pude contar. As conquistas dos seus irmãos são suas também, muito obrigado.
A todos os familiares, meus e da Lívia, que mesmo de longe sempre nos dão toda a força para continuar.
À toda equipe que fez parte deste trabalho: Dra. Giane Amorim Ribeiro-Samora, Hugo Alves, Daniela Rodrigues Ferreira, Mariane Cássia Paixão Valeriano e Raquel Ferreira Santos. A dedicação de cada uma de vocês foi fundamental para essa conquista.
À equipe do LABCARE, principalmente à professora Verônica Parreira, pela confiança e apoio.
À Dra. Maria Clara Noman de Alencar, pelas contribuições profissionais e acadêmicas e por abrir portas para meu aprendizado junto ao grupo do SEFICE-EPM.
A todos os professores e colegas do Programa de Pós-graduação em Ciências da Reabilitação, pela cumplicidade, troca de conhecimentos e convivência durante estes anos.
Aos meus amigos da SPORTIF - Clínica do Exercício e do Esporte, em especial à Marconi Gomes da Silva, Lucas de Castro Boechat e Magno Luiz de Miranda, pela amizade, oportunidades oferecidas e por compartilharem comigo o sonho de uma clínica multidisciplinar.
À toda equipe do Setor de Reabilitação Cardiopulmonar do HC-UFMG, médicos, fisioterapeutas, residentes e demais, por compartilhar a experiência inesquecível de trabalhar com o que se gosta e poder trocar conhecimentos de uma maneira tão natural.
Aos funcionários do Departamento de Fisioterapia, pela atenção e disponibilidade.
Aos voluntários, parte indispensável deste trabalho, pela disposição em colaborar e se fazer presente em todas as etapas deste estudo. A vocês todo o meu respeito e consideração eterna.
RESUMO
A doença arterial periférica (DAP) é uma doença vascular que cursa com fluxo sanguíneo inadequado para a periferia do corpo. Os métodos para avaliação da tolerância ao esforço assumem grande importância na caracterização inicial e no seguimento clínico dos pacientes com DAP e usualmente estas avaliações são realizadas com protocolos em esteira. Poucos estudos realizaram comparações com outras modalidades de teste até o momento, utilizando métodos que permitam a avaliação direta das respostas ao exercício. A espectroscopia de luz próxima ao infravermelho ou Near-infrared spectroscopy (NIRS) é um método capaz de monitorar o determinante fisiopatológico chave da DAP, ou seja, a oferta de oxigênio para o tecido muscular periférico, e pode auxiliar na melhor compreensão das limitações periféricas destes indivíduos. O objetivo deste estudo foi comparar a resposta cardiopulmonar, metabólica, sintomas claudicantes e o comportamento da deoxihemoglobina e saturação tecidual de oxigênio em panturrilha no teste incremental em esteira versus cicloergômetro. Os voluntários foram submetidos à realização de uma espirometria e realizaram dois testes incrementais, sendo um em esteira e outro cicloergômetro, em ordem aleatória. O teste incremental em esteira foi iniciado com 3,2 km/h e 0% de inclinação por cinco minutos, seguido por estágios com velocidade fixa de 3,2 km/h e incremento de 3,5% na inclinação a cada três minutos. Para realização do teste incremental em cicloergômetro o indivíduo foi orientado a manter uma cadência de 60 rotações por minuto, pedalando inicialmente a 20 watts (W) por cinco minutos seguido de um incremento de 20 W cada três minutos. Durante cada teste, os indivíduos tiveram sua panturrilha monitorizada por NIRS e foram realizadas coletas seriadas de lactato capilar, análise dos gases expirados e foram orientados a sinalizar o início do sintoma claudicante. Para avaliar a distribuição normal dos dados foi realizado o teste de Shapiro-Wilk. Foi utilizada ANOVA mista para comparar as variáveis utilizando o tipo de teste incremental como parcela e nível de obstrução como subparcela. Para a análise post-hoc foi utilizado o teste LSD. Para avaliar a capacidade do consumo de oxigênio no pico do esforço (VO2 pico) e da concentração de deoxihemoglobina no pico do esforço
realizada a análise discriminante. Para realizar as medidas de associação foi utilizado o coeficiente de correlação de Pearson. Para todas as análises foi considerado para significância estatística um alfa de 5%. A amostra final foi composta por 16 indivíduos com DAP, dos quais dois indivíduos não realizaram um dos testes incrementais e foram excluídos das análises de comparação. A média de idade foi de 64,8 ± 8,5 anos, com índice de massa corpórea (IMC) de 25,52 ± 3,34 kg/m² e índice tornozelo-braço (ITB) médio entre os dois membros de 0,63 ± 0,16. Quando comparados os testes em esteira versus cicloergômetro, foi encontrado uma menor razão de troca respiratória no pico do esforço (R pico), menor variação da concentração sérica de lactato (ΔLactato), maior duração do teste (DT) e menor relação percentual entre o tempo de início da dor e a duração do teste (TID/DT) para o exercício em esteira. Nas comparações entre os sujeitos com obstrução proximal e distal, houve diferença nas variáveis VO2 pico,
ventilação minuto no pico do esforço (VE pico), ΔLactato, DT e tempo de início da dor (TID). A análise discriminante considerando o VO2 pico e a HHb pico,
independentemente do tipo de teste, foi capaz de classificar corretamente 89,5% dos voluntários com obstrução proximal e 81,8% dos sujeitos com obstrução distal. O exercício em cicloergômetro foi capaz, portanto, de produzir uma resposta cardiopulmonar máxima similar ao teste em esteira, apesar de diferenças na resposta metabólica, parâmetros observados pelo NIRS e sintomas de claudicação. Uma maior contribuição da via glicolítica e menor demanda periférica distal por extração de oxigênio foi observada no cicloergômetro, com a variação da concentração sérica de lactato sendo um fator associado ao desempenho nesta modalidade de teste. Indivíduos com acometimento proximal apresentam pior desempenho em ambos os testes e na ausência de exame de imagem para diagnóstico de nível de acometimento, a utilização do teste cardiopulmonar e do NIRS como ferramentas não-invasivas de estratificação do paciente é possível e com boa acurácia.
Palavras-chave: Doença Arterial Periférica. Teste de Esforço. Capacidade Funcional. Espectroscopia de Luz Próxima ao Infravermelho. Metabolismo energético.
ABSTRACT
Peripheral arterial disease (PAD) is a vascular disease that impair peripheral blood flow. Methods for evaluation of exercise tolerance are important in the initial characterization and clinical follow-up of patients with PAD and usually are carried out on treadmill protocols. Few studies have made comparisons with other test modes so far, using methods that allow the direct evaluation of responses to exercise. The near-infrared spectroscopy (NIRS) is a method that monitors the supply of oxygen to the peripheral muscle tissue, a key pathophysiological mechanism of PAD, which can help better understand the peripheral limitations of these individuals. The aim of this study was to compare the cardiopulmonary and metabolic responses, claudication symptoms and behavior of deoxyhemoglobin and tissue saturation index at calf in incremental tests on treadmill and cycle ergometer. The volunteers were submitted to a spirometry and two incremental tests, one in a treadmill and one in a cycle ergometer, in random order. The incremental treadmill test was started with 3.2 km/h and 0% of slope for five minutes, followed by stages with fixed speed of 3.2 km/h and increased by 3.5% in the slope every three minutes. For the test in cycle ergometer the subject was instructed to maintain a cadence of 60 revolutions per minute, pedalling initially at 20 watts (W) for five minutes followed by a 20 W increment every three minutes. During each test, the subjects had their calf monitored by NIRS and blood samples were collected for lactate analysis and expired gases analysis were made. Subjects were instructed for signalling the start of the claudication symptom. Normal distribution of the data was evaluated by Shapiro-Wilk test. Mixed ANOVA was used to compare variables using the type of test as plot and level of obstruction as a subplot. LSD was used for post-hoc analysis. To evaluate the ability of peak oxygen consumption (peak VO2)and
peak relative concentration of deoxyhemoglobin (peak HHb) in discriminating the level of obstruction (proximal versus distal), a discriminant analysis was performed. For the measures of association Pearson correlation coefficient was applied. For all analysis, an alpha of 5% was considered as significance level. The final sample consisted of 16 individuals with DAP, from which two individuals did not perform one of the tests and were excluded from the comparison analysis.
The average age was 64.8 ± 8.5 years, with a body mass index (BMI) of 25.52 ± 3.34 kg/m² and average ankle-brachial index for both members of 0.63 ± 0.16. When comparing the test on a treadmill versus cycle ergometer, a lower respiratory exchange ratio at peak exercise (peak RER), less variation in serum lactate (ΔLactate), a higher test duration and a lower ratio between the time to onset of pain and the test duration to exercise was found for the treadmill test. Between subjects with proximal and distal obstruction there were difference in peak VO2, peak minute ventilation (peak VE), ΔLactate, test duration and time to
onset of pain. The discriminant analysis considering the peak VO2 and peak HHb
was able to correctly classify 89.5% of subjects with proximal obstruction and 81.8% of subjects with distal obstruction, regardless of the type of test. The cycle ergometer and treadmill test was able therefore to produce similar maximal cardiopulmonary response, despite differences in metabolic response, parameters observed by NIRS and claudication symptoms. A greater contribution of the glycolytic pathway and lower distal peripheral demand for oxygen extraction was observed in cycle ergometer, with the variation of serum lactate concentration as a factor associated with the performance in this mode of exercise. Individuals with proximal involvement performed worse in both tests and in the absence of imaging test for diagnosing level of involvement, the use of cardiopulmonary exercise testing and NIRS as a non-invasive tool for patient stratification can be performed with good accuracy.
Keywords: Peripheral Arterial Disease. Exercise Test. Functional Capacity. Spectroscopy, Near-Infrared. Energy Metabolism.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
FIGURA 1 - Procedimentos realizados no estudo ... 18 FIGURA 2 - Medida de SatO2 e HHb pelo NIRS de um voluntário ... 21
FIGURA 3 - Método trapeizodal para cálculo da área sob a curva do estágio 3 e estimativa de contribuição energética aeróbica durante este estágio ... 24 FIGURA 4 - Contribuição dos Sistemas Energéticos (média e
desvio-padrão) nos testes incrementais em esteira (A) e cicloergômetro (B) ... 29 FIGURA 5 - Comportamento da HHb durante teste incremental em
esteira e cicloergômetro ... 31 FIGURA 6 - Comportamento da SatO2 durante teste incremental em
LISTA DE TABELAS
TABELA 1 Caracterização dos participantes do estudo ... 27 TABELA 2 - Comparação da resposta cardiopulmonar e metabólica
entre o teste incremental em esteira e cicloergômetro (n=14), considerando o nível de obstrução arterial dos voluntários (n=9 proximal; n=5 distal) ... 28 TABELA 3 - Comparação dos sintomas de claudicação entre o teste
incremental em esteira e cicloergômetro (n=14), considerando o nível de obstrução arterial dos voluntários (n=9 proximal; n=5 distal) ... 29 TABELA 4 - Comparação da resposta das variáveis medidas por
NIRS entre o teste incremental em esteira e cicloergômetro (n=14), considerando o nível de obstrução arterial dos voluntários (n=9 proximal; n=5 distal) ... 30 TABELA 5 - Correlação de Pearson (r) entre a variação de lactato
durante o exercício e variáveis de desempenho nos testes incrementais em esteira (n=15) e cicloergômetro (n=15) ... 32
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ... 11 1.1 Objetivos ... 16 1.1.1 Objetivo Principal ... 16 1.1.2 Objetivos Específicos ... 16 2 MATERIAIS E MÉTODOS ... 17 2.1 Tipo de estudo ... 17 2.2 Amostra ... 17 2.2.1 Critérios de inclusão ... 17 2.2.2 Critérios de exclusão ... 17 2.3 Aspectos Éticos ... 17 2.4 Local de realização ... 182.5 Procedimentos e Coleta de Dados ... 18
2.5.1 Seleção dos voluntários ... 18
2.5.2 Anamnese e exame físico ... 19
2.5.3 Agendamento dos testes ... 19
2.5.4 Espirometria ... 20
2.5.5 NIRS ... 20
2.5.6 Teste cardiopulmonar incremental com medidas de lactato sanguíneo ... 22 2.6 Variáveis estudadas ... 25
2.7 Procedimentos estatísticos ... 25
2.7.1 Cálculo amostral ... 25
2.7.2 Análise dos dados ... 26
3 RESULTADOS ... 27
4 DISCUSSÃO ... 33
5 CONCLUSÃO ... 38
REFERÊNCIAS ... 39
APÊNDICE A – Termo de Consentimento Livre e Esclarecido …. 44 ANEXO A – Parecer do Comitê de Ética em Pesquisa da UFMG. 47 MINI-CURRÍCULO ... 48
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1. INTRODUÇÃO
A doença arterial periférica (DAP) é uma doença vascular, causada principalmente por aterosclerose, que leva ao fluxo sanguíneo inadequado para a periferia do corpo, tipicamente acometendo membros inferiores (HAAS et al., 2013). Sua incidência é relacionada com a idade e em particular, com fatores de risco como o diabetes mellitus e o tabagismo. Nos Estados Unidos, estima-se que, em indivíduos acima dos 40 anos, a prevalência seja de 5,9%, totalizando aproximadamente 7,2 milhões de pessoas acometidas (PANDE et al., 2011). No Brasil, um estudo multicêntrico indicou uma prevalência de 10,8% em indivíduos acima de 18 anos (MAKDISSE et al., 2008).
A claudicação intermitente é a apresentação mais frequente da DAP e é um dos principais fatores relacionados à redução da funcionalidade de indivíduos com a doença. É definida como uma sensação de dor, câimbra ou parestesia no membro acometido, desencadeada pelo exercício e com alívio no repouso. No entanto, a apresentação clínica pode variar desde pacientes oligossintomáticos àqueles com lesões tróficas e ulcerações crônicas em membros inferiores. Ademais, observa-se que mesmo os pacientes com doença incipiente já podem apresentar importante redução da capacidade funcional (ASKEW et al., 2013; BERGER; HIATT, 2012).
O nível de obstrução arterial pode ser variado, acometendo artérias proximais, pertencentes ao segmento aortoilíaco (ilíaca comum, ilíaca externa, aorta abdominal) ou artérias distais, pertencentes ao segmento femoropoplíteo (femoral comum, femoral superficial, poplítea infragenicular, poplítea distal, tronco tíbio-fibular). A sintomatologia, abordagem terapêutica e o prognóstico dos pacientes podem ser influenciados por este nível de obstrução (NORGREN et al., 2007).
O manejo da DAP inclui: controle dos fatores de risco cardiovascular; medidas farmacológicas; treinamento físico; e em alguns casos, intervenção cirúrgica (HAAS et al., 2013). No entanto, o tratamento cirúrgico fica reservado aos casos em que não haja boa resposta ao tratamento clínico e reabilitação com exercício físico, nas lesões proximais ao nível do segmento aorto-ilíaco ou nos casos em que há isquemia crítica, quando há risco de amputação iminente do membro (ROOKE et al., 2013).
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O tratamento conservador é mais vantajoso para o paciente por não ser invasivo, quase não ter efeitos adversos, atuar na prevenção de demais complicações e diminuir a progressão da doença aterosclerótica (KHAN et al., 2005). No entanto, os benefícios das drogas existentes para a melhora dos sintomas de claudicação são limitados. Muitas vezes, os medicamentos utilizados para a melhora sintomática envolve drogas diferentes das utilizadas para controle dos fatores de risco e com nível de evidência variado dando suporte ao seu uso, sem a mesma eficácia de outras intervenções como reabilitação e revascularização cirúrgica (MOMSEN et al., 2009; NORGREN et al., 2007).
Em contrapartida, os benefícios da prática regular de exercícios para esses pacientes já são bem evidenciados por ensaios clínicos e com excelentes resultados, principalmente quando realizados em regime supervisionado (AL-JUNDI et al., 2013; BERMINGHAM et al., 2013; DELANEY et al., 2014; MOCKFORD et al., 2014). O treinamento físico é capaz de melhorar a distância de caminhada livre de dor (CUCATO et al., 2013; GARDNER et al., 2005; JANUSZEK et al., 2014), a distância máxima de caminhada (COLLINS et al., 2012; CROWTHER et al., 2012; CUCATO et al., 2013; GARDNER et al., 2005; MOCKFORD et al., 2014; PARMENTER et al., 2011; TEW et al., 2009), a eficiência de caminhada (CROWTHER et al., 2012; MOCKFORD et al., 2014), a função endotelial (JANUSZEK et al., 2014), a circulação colateral (DUSCHA et al., 2011) e a qualidade de vida (GARDNER et al., 2005; SAXTON et al., 2011) de pacientes com DAP.
Entretanto, os pacientes com DAP costumam evitar a prática de atividade física devido ao sintoma claudicante que ela gera no membro acometido e com isso se tornam cada vez mais sedentários. Por sua vez, a inatividade física e a baixa tolerância ao esforço estão associadas a uma maior mortalidade, independente do estágio da doença e idade. Por isso, o treinamento com exercícios deve ser um dos principais focos do tratamento, objetivando a melhora da capacidade funcional destes pacientes (ASKEW
et al., 2013; LEEPER et al., 2013).
O treinamento pode ser realizado de diferentes formas, com a utilização de modalidades e duração diferentes de exercício, com a caminhada sendo tradicionalmente a modalidade recomendada para esses pacientes (NORGREN et al.,
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2007). No entanto, uma revisão sistemática recente demonstrou que outras modalidades de exercício apresentam benefícios similares, com a vantagem de não provocar o mesmo nível de sintoma claudicante (PARMENTER et al., 2011). Mais estudos se fazem necessários acerca das demandas metabólicas geradas por essas diferentes modalidades e seu impacto no indivíduo com DAP.
Consequentemente, os métodos para avaliação da tolerância ao esforço assumem grande importância na caracterização inicial e no seguimento clínico dos pacientes com DAP, sendo úteis como mensurações do efeito das intervenções terapêuticas. Usualmente esses testes de exercício são realizados em esteira ergométrica, em protocolos com carga constante ou incrementais (ASKEW et al., 2013; NICOLAÏ et al., 2009, 2010), mas outros métodos, como o teste de caminhada de 6 minutos (TC6) também são utilizados na prática clínica, com alguma controvérsia no meio científico se haveria maior utilidade de algum destes métodos em relação ao outro (HIATT; ROGERS; BRASS, 2014; MCDERMOTT et al., 2014). O Incremental Shuttle Walk
Test (ISWT) também é demonstrado como uma ferramenta importante na avaliação
de pacientes com DAP, refletindo melhor a condição clínica desses pacientes quando comparado com o TC6, com melhor correlação com o sintoma claudicante e distância percorrida (DIXIT et al., 2015).
Uma metanálise recente evidenciou que o uso de protocolos incrementais na esteira que avaliem como desfecho principal o tempo máximo tolerado de caminhada, também chamado de tempo absoluto de claudicação, é o teste que apresenta maior confiabilidade (NICOLAÏ et al., 2009). Os protocolos incrementais mais utilizados são o de Hiatt (HIATT et al., 1988) e o de Gardner (GARDNER et al., 1991). Ambos utilizam uma velocidade fixa de 3,2 km/h e inclinação inicial de 0%, mas enquanto o primeiro utiliza incrementos de 3,5% na inclinação a cada 3 minutos, o segundo é realizado com aumento de 2% a cada 2 minutos.
Poucos estudos compararam o uso de protocolos incrementais em esteira com outras modalidades de teste até o presente momento. Askew et al. (2002) observaram que pedalar e caminhar induzem um nível similar de estresse cardiovascular e metabólico, mas que os sintomas limitantes primários e a resposta hemodinâmica em alguns indivíduos poderia diferir substancialmente entre os dois tipos de exercício. Tuner et
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al. (2008) demonstraram que o protocolo em cicloergômetro possui uma confiabilidade e reprodutibilidade semelhantes ao teste em esteira, mas que seria melhor tolerado pelos pacientes e geraria maior resposta de frequência cardíaca, produção de dióxido de carbono, ventilação minuto e razão de troca respiratória no pico do esforço. Os autores atribuíram essa diferença à hipótese de um melhor recrutamento dos músculos mais proximais e melhor perfusão muscular durante o exercício em cicloergômetro.
Estes dados sugerem que o cicloergômetro poderia ser uma modalidade de escolha em indivíduos com DAP, quando respostas sistêmicas mais intensas são desejadas. Sua utilização pode ser interessante tanto no treinamento dos pacientes ou na avaliação de comprometimento cardiopulmonar subjacente, já que a maior perfusão muscular e a consequente menor limitação periférica, acabaria por induzir a uma limitação hemodinâmica e ventilatória central e em cargas maiores (TUNER et al., 2008). Este pode ser um método útil, por exemplo, na investigação de doença arterial coronariana (DAC), enfermidade com prevalência alta nesta população, com uma estimativa de que dois em cada três pacientes com DAP sejam acometidos pela DAC (FURUHASHI et al., 2014; NESS; ARONOW; AHN, 2000) (FURUHASHI et al., 2014; NESS; ARONOW; AHN, 2000). Este é um dado extremamente relevante, pois existem fortes evidências de que ter DAP está associada a um pior prognóstico e maior mortalidade em pacientes com DAC (INGLIS et al., 2013; LEE et al., 2014; SAW et al., 2006).
Desta forma, mais estudos são necessários para compreender melhor as limitações periféricas dos pacientes com DAP frente a essas diferentes modalidades de exercício, utilizando métodos que permitam a avaliação direta das respostas ao exercício. A espectroscopia de luz próxima ao infravermelho ou Near-infrared
spectroscopy (NIRS), por exemplo, é um método que é capaz de monitorar o
determinante fisiopatológico chave da DAP, ou seja, a oferta de oxigênio para o tecido muscular periférico. Seja em repouso ou durante o pico do esforço, é relatada uma boa reprodutibilidade de medida, com coeficiente de correlação intraclasse de 0,91 e 0,90, respectivamente (VARDI; NINI, 2008).
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Este método utiliza um ou mais feixes de luz de comprimento de onda entre 700 e 900 nm, com melhor penetração nos tecidos vivos que a luz visível, para estimar os valores de saturação tecidual de oxigênio e as variações na oxihemoglobina e deoxihemoglobina. É um método que pode ser aplicado com aparelhos portáteis, inclusive para avaliação durante exercício. Esse tipo de equipamento tem sido usado para identificar e avaliar o grau de isquemia em pacientes com doença arterial obstrutiva periférica, com relativa concordância com a avaliação clínica (HAMAOKA et al., 2011).
Pacientes com doença arterial obstrutiva periférica apresentam saturação tecidual de oxigênio em repouso similar à de indivíduos saudáveis, mas com maior variação durante o exercício, atingindo valores de pico significativamente inferiores em relação aos controles (COMEROTA et al., 2003; HAMAOKA et al., 2011). Mesmo indivíduos apenas com fatores de risco para DAP, sem diagnóstico da doença, parecem apresentar maiores quedas de saturação tecidual de oxigênio durante exercício em relação a indivíduos saudáveis e sem fatores de risco (MIRANDA et al., 2012). Essas alterações parecem ser mutáveis com o treinamento e passíveis de serem monitoradas com o NIRS, demonstrando o potencial de se utilizar este tipo de equipamento na avaliação de indivíduos com DAP (MANFREDINI et al., 2012).
Por conseguinte, compreender de forma mais aprofundada as demandas cardiopulmonares, periféricas e metabólicas das diferentes modalidades de exercício e os fatores relacionados à claudicação e intolerância ao esforço no paciente com DAP é de suma importância para identificar os melhores métodos de avaliação desses pacientes e definir mais objetivamente parâmetros de treinamento na reabilitação.
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1.1 . Objetivos
1.1.1. Geral
Este estudo tem como objetivo comparar a resposta cardiopulmonar, metabólica, sintomas claudicantes e o comportamento da deoxihemoglobina e saturação tecidual de oxigênio em panturrilha no teste incremental em esteira e cicloergômetro.
1.1.2. Específicos
Identificar as variáveis ventilatórias e metabólicas associadas ao desempenho durante o teste incremental em esteira e cicloergômetro;
Avaliar o comportamento dinâmico da deoxihemoglobina e saturação tecidual de oxigênio durante o teste incremental em esteira e cicloergômetro;
Comparar o desempenho durante teste incremental em esteira e cicloergômetro de voluntários com obstrução proximal e distal;
Identificar variáveis que possibilitem discriminar os indivíduos com obstrução proximal versus obstrução distal;
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2. MATERIAIS E MÉTODO
2.1. Tipo de estudo:
Trata-se de um estudo observacional transversal, exploratório.
2.2. Amostra
Os voluntários foram selecionados por amostragem não probabilística, a partir da lista de pacientes encaminhados ao projeto de extensão Serviço de Apoio a Pessoas com DAP (SAP-DAP) do Departamento de Fisioterapia, da Universidade Federal de Minas Gerais.
2.2.1. Critérios de inclusão:
Foram incluídos sujeitos que apresentavam índice de massa corpórea (IMC) menor que 30 kg/m² e diagnóstico de DAP, confirmado por duplex scan e índice tornozelo-braço menor que 0,9 (ROOKE et al., 2011).
2.2.2. Critérios de exclusão:
Angina instável ou história de infarto agudo miocárdio nos últimos 90 dias; Existência de quaisquer contraindicações à realização de teste de exercício cardiopulmonar máximo (ACSM, 2010; NEDER; NERY, 2002);
Impossibilidade de realizar a manobra de oclusão por qualquer motivo;
2.3. Aspectos Éticos
O projeto de pesquisa foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa (COEP) da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) sob o parecer CAAE – 36989914.3.0000.5149, disponível no ANEXO A. Os participantes do estudo foram informados e instruídos quanto aos procedimentos das coletas, sendo essas
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realizadas somente após a leitura e assinatura do Termo de Consentimento Livre e Esclarecido (TCLE), apresentado no APÊNDICE A.
2.4. Local de realização
Os procedimentos foram desenvolvidos no Laboratório de Avaliação e Pesquisa em Desempenho Cardiorrespiratório (LabCare) do Departamento de Fisioterapia, da Escola de Educação Física, Fisioterapia e Terapia Ocupacional da UFMG.
2.5. Procedimentos e Coleta de Dados
O fluxograma abaixo (FIGURA 1) ilustra a ordem dos procedimentos realizados no estudo e a descrição deles pode ser lida nas seções seguintes.
FIGURA 1 – Procedimentos realizados no estudo
2.5.1. Seleção dos voluntários
Após contato inicial, o voluntário foi informado dos testes necessários para a condução da pesquisa, com esclarecimento dos riscos inerentes à realização de um teste de esforço máximo. Foi apresentado o Termo de Consentimento Livre e Esclarecido (APÊNDICE A) para que o voluntário assinasse, caso concordasse em participar do estudo. Foi esclarecido ao voluntário que em qualquer momento dos procedimentos
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da pesquisa teria o direito de retirar o seu consentimento e desta maneira, não mais participar do estudo.
2.5.2. Anamnese e exame físico
No mesmo dia da seleção, os sujeitos que aceitaram participar do estudo foram submetidos a uma avaliação inicial composta de anamnese e exame físico. Com base no duplex scan, os voluntários foram categorizados em dois grupos: obstrução no segmento aortoilíaco (proximal) ou femoropoplíteo (distal). Após a anamnese foi realizada a mensuração do índice tornozelo-braço (ITB) com um esfigmomanômetro colocado de 10 a 12 cm acima do tornozelo e um Doppler portátil (DV 2001, MEDPEJ, Brasil), a fim de que fossem aferidas as pressões sistólicas da artéria tibial posterior e dorsal do pé de cada perna. Após o voluntário ter permanecido em decúbito dorsal por 10 minutos, as pressões sistólicas da artéria braquial de cada braço e das artérias tibial posterior e dorsal do pé de cada perna foram aferidas. Para cálculo do ITB, dividiu-se a maior pressão sistólica de cada perna (tibial posterior ou dorsal do pé) pela maior pressão da artéria braquial (braço direito ou esquerdo) (ABOYANS et al., 2012).
2.5.3. Agendamento dos testes
A espirometria foi agendada preferencialmente para um momento anterior à realização do primeiro teste incremental, respeitando um limite para realização de no mínimo 30 minutos antes do início dos procedimentos. Para os sujeitos que não conseguiram realizar manobra com parâmetros aceitáveis na primeira visita, uma nova data foi agendada antes do segundo teste incremental.
Os testes incrementais em esteira e cicloergômetro, foram agendados para realização em ordem aleatória, definidos por sorteio, em bloco. Os mesmos foram realizados em dias distintos, separados por no mínimo 48 horas e no máximo 30 dias (ASKEW et al., 2002).
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Os sujeitos foram orientados a realizar refeição leve cerca de 2 horas antes do horário marcado para os testes e evitar cafeína, cigarro, álcool e exercícios físicos no dia do teste (NEDER; NERY, 2002; WEISMAN et al., 2003). Além disso, foram orientados a manter a medicação usual e a utilizar roupas leves e confortáveis, adequadas para a realização de exercícios, utilizando meias e tênis, quando possível.
2.5.4. Espirometria
Todos os voluntários do presente estudo foram submetidos a uma prova de função pulmonar para caracterização da amostra, utilizando-se o espirômetro Pony (Pony
FX®, Cosmed, Roma, Itália). Foram adotados os critérios de aceitação e
reprodutibilidade, assim como a gradação de qualidade, de acordo com as normas recomendadas pela Sociedade Brasileira de Pneumologia e Tisiologia (PEREIRA, 2002).
Os dados espirométricos foram derivados da manobra de capacidade vital forçada e interpretados de acordo com valores preditos para a população brasileira (PEREIRA; SATO; RODRIGUES, 2007). Foram utilizadas para caracterização as seguintes variáveis: capacidade vital forçada (CVF), o volume expiratório forçado no primeiro segundo (VEF1), a razão entre o VEF1 e a CVF (VEF1/CVF), o pico de fluxo expiratório
(PFE) e o fluxo expiratório forçado de 25 a 75% da manobra de CVF (FEF25-75%).
2.5.5. NIRS
Foram aferidas a saturação tecidual de oxigênio (SatO2) e concentração relativa de
deoxihemoglobina (HHb) através de um sistema portátil sem fio de NIRS (Portamon,
Artinis, Holanda), fixado no ventre muscular da panturrilha do membro relatado pelo
voluntário como o mais acometido pela DAP. A medida foi realizada durante todo o protocolo de exame. No dia da realização de cada teste, o protocolo de exercício e os procedimentos foram cuidadosamente explicados ao sujeito.
A monitoração da SatO2 e da HHb pelo NIRS foi realizada de maneira contínua, antes,
durante e após oclusão arterial do membro estudado, durante cinco minutos, realizada por manguito na coxa insuflado a 250 mmHg. Foram mensurados os valores dessas
21
variáveis após um minuto de repouso, o valor mínimo de SatO2 e máximo de HHb
atingido após cinco minutos de oclusão arterial e o valor máximo de SatO2 e mínimo
de HHb durante o pico de hiperemia, 30 a 60 segundos após o manguito ser desinsuflado (HAMAOKA et al., 2011). Caso o voluntário não tolerasse o desconforto, o examinador poderia interromper o procedimento.
Após a manobra de oclusão, o sujeito permanecia monitorado pelo NIRS anteriormente ao protocolo de exercício por um período de 10 minutos em repouso sentado e durante todo o protocolo de exercício do teste cardiopulmonar incremental, incluindo o período de recuperação. A figura (FIGURA 2) abaixo exemplifica a medida da SatO2 e HHb realizada durante um dia de protocolo de teste com o indivíduo. Os
dados obtidos foram expressos em média móvel de 10 segundos e para obtenção dos valores de SatO2 e HHb no repouso e no pico do esforço foram utilizados os 10
segundos finais das respectivas etapas.
22
2.5.6. Teste cardiopulmonar incremental com medidas de lactato sanguíneo
Os sujeitos realizaram dois tipos de teste de exercício incremental, em ordem aleatória, sendo um em esteira e um em cicloergômetro. O teste incremental em esteira foi realizado em esteira ergométrica motorizada com interface computadorizada (ATL, Inbrasport, Brasil), iniciando com 3,2 km/h e 0% de inclinação por cinco minutos, seguido por estágios com velocidade fixa de 3,2 km/h e incremento de 3,5% na inclinação a cada três minutos (ASKEW et al., 2002; HIATT et al., 1988; REGENSTEINER et al., 1993). O teste se encerrava quando o voluntário não era capaz manter o ritmo de caminhada pré-determinado ou apresentasse qualquer um dos critérios definidos pelo American College of Sports Medicine para interrupção do teste de esforço (ACSM, 2010). Após a interrupção, foi realizado um período de recuperação ativa de 3 minutos a 3,2 km/h e 0% de inclinação, seguido de 3 minutos de recuperação passiva (ASKEW et al., 2002; HIATT et al., 1988; REGENSTEINER et al., 1993).
Para realização do teste incremental em cicloergômetro foi realizado um protocolo em um cicloergômetro controlado eletrônicamente por computador (Corival, Lode, Holanda), mantendo uma cadência de 60 rotações por minuto, até o limite tolerado pelo voluntário. Inicialmente o sujeito pedalou a 20 W por cinco minutos e após esse tempo um incremento de 20 watts (W) a cada três minutos foi utilizado, até a fadiga (ASKEW et al., 2002). O teste foi interrompido quando o indivíduo não mais conseguia manter a cadência mínima de 60 rotações por minuto ou se apresentasse qualquer um dos critérios definidos pelo American College of Sports Medicine para interrupção do teste de esforço (ACSM, 2010). Após o término, o sujeito era orientado a pedalar sem carga por 3 minutos, seguido de recuperação passiva por mais 3 minutos.
Durante ambos os testes, os voluntários foram submetidos à monitorização eletrocardiográfica, análise de gases expirados, concentração do lactato sanguíneo e avaliação da saturação tecidual de oxigênio e da concentração relativa de deoxihemoglobina na panturrilha. Foram ainda utilizadas medidas repetidas de pressão arterial, oximetria de pulso, percepção subjetiva do esforço e medidas de tempo para eventos pré-definidos.
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A monitorização eletrocardiográfica foi feita utilizando-se um eletrocardiógrafo digital de 12 derivações integrado a um sistema computadorizado de análise (Cardioperfect
Systems, Welch Allyn, EUA). Através deste sistema foram obtidos os valores de
frequência cardíaca (FC) em repouso e durante todo o teste de esforço.
A pressão arterial foi aferida pelo método auscultatório, com esfigmomanômetro de braço, em repouso, durante o minuto final de cada estágio de cada teste de exercício, imediatamente após o término do exercício e logo após o primeiro, terceiro e quinto minuto da recuperação. A oximetria de pulso foi registrada concomitantemente à aferição da pressão arterial. Para avaliação da percepção subjetiva de esforço foi utilizada a Escala de Borg modificada de 0 a 10 (BORG, 1982). O voluntário foi orientado previamente a sinalizar o momento de início da dor claudicante, utilizando uma das mãos.
A análise de gases expirados foi realizada utilizando-se um sistema de medida respiração-a-respiração (CPX Ultima, Medgraphics, EUA), sendo avaliado o consumo de oxigênio (VO2), a taxa de troca gasosa (R) e a ventilação minuto (VE). Os valores
foram obtidos continuamente por um período de 5 minutos em repouso, durante o esforço e na recuperação. Antes do início do protocolo incremental, o analisador de gases foi devidamente calibrado conforme especificações do fabricante. A temperatura no local do teste foi mantida sob refrigeração entre 22 e 24 graus Celsius. O consumo de oxigênio de pico (VO2 pico), ventilação minuto no pico do esforço (VE
pico) e taxa de troca gasosa no pico do esforço (R pico) foram determinados pelos 10 segundos com maior média, obtidos dos últimos 30 segundos registrados na fase de esforço (ARENA et al., 2005).
A concentração de lactato sanguíneo foi determinada através da coleta de sangue capilar (50 µL) da ponta do dedo, sendo mensurados 25 µL em duplicata, de cada amostra, por método enzimático em analisador de lactato (YSI 1500 Sport, Yellow Spring Instruments, EUA) e considerado o valor médio entre as duas análises. As amostras foram coletadas em repouso e nos 10 segundos finais de cada estágio em cada teste de exercício, imediatamente após o término do exercício e no terceiro e quinto minuto da recuperação (BERTUZZI et al., 2013).
24
O cálculo da contribuição dos sistemas energéticos ao final de cada estágio do teste foi determinado conforme descrito previamente por Bertuzzi e colaboradores (BERTUZZI et al., 2007). De maneira geral, a contribuição do sistema aeróbio foi estimada através do método trapezoidal, subtraindo-se o consumo de oxigênio em repouso da área sob a curva integrada ao longo do tempo para cada estágio e utilizando um equivalente calórico de 20,9 kJ por litro O2. (BERTUZZI et al., 2007).
Para estimar a contribuição do sistema anaeróbio glicolítico, cada aumento de 1 mmol.L-1 no nível sérico de lactato acima dos níveis de repouso (ΔLactato) foi
considerado equivalente energeticamente a 3 mL.kg-1 O
2. Como o sistema dos
fosfatos de alta energia (anaeróbio alático) é predominantemente utilizado apenas durante atividades de alta intensidade com duração em torno de 10 a 30 segundos, este não foi considerado para cálculo da contribuição energética. (ARTIOLI et al., 2012; GASTIN, 2001). A figura 3 ilustra o método trapeizodal, utilizado para o cálculo da contribuição energética do sistema aeróbico.
FIGURA 3 - Método trapeizodal para cálculo da área sob a curva do estágio 3 e estimativa de contribuição energética aeróbica durante este estágio.
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2.6. Variáveis estudadas
Consumo de oxigênio medido no pico do esforço (VO2 pico, mL.kg-1.min-1);
Razão de troca respiratória no pico do esforço (R pico); Ventilação minuto no pico do esforço (VE pico, L/min); Frequência cardíaca no pico do esforço (FC pico, bpm); Duplo produto no pico do esforço (DP pico, bpm.mmHg);
Variação da concentração sérica de lactato (ΔLactato, mmol/L); Duração do Teste (DT, s);
Tempo até o Início da Dor (TID, s);
Relação entre o Tempo de Início da Dor e a Duração do Teste (TID/DT, %); Concentração relativa de deoxihemoglobina em repouso (HHb rep, µmol/L); Concentração relativa de deoxihemoglobina no pico do esforço (HHb pico, µmol/L); Variação da concentração de deoxihemoglobina (ΔHHb, µmol/L)
Saturação tecidual de oxigênio em repouso (SatO2 rep, µmol/L);
Saturação tecidual de oxigênio no pico do esforço (SatO2 pico, µmol/L);
Variação da Saturação tecidual de oxigênio (ΔSatO2, µmol/L)
2.7. Procedimentos estatísticos
2.7.1. Cálculo amostral
Para definição do tamanho amostral, foram utilizados dados de um piloto de 10 sujeitos. As variáveis VO2 pico, VE pico, FC pico, DP pico, ΔLactato, DT, TID/DT,
ΔHHb e ΔSatO2 foram utilizadas para o cálculo. A partir de uma ANOVA mista para
comparar essas variáveis entre os dois testes incrementais considerando o nível de obstrução, foram obtidos os tamanhos de efeito e definido o N necessário para a análise de cada variável com um poder de 80% e alfa de 5%. Para as variáveis VO2
pico, VE pico, FC pico, DP pico seria necessário um tamanho amostral de 1096 sujeitos. Para as variáveis ΔLactato, DT, TID/DT, ΔHHb e ΔSatO2 um N de 12 seria
exigido para a análise. As variáveis cardiopulmonares foram detalhadamente analisadas e foi identificado um padrão: os sujeitos obtiveram praticamente a mesma média de VO2 pico nos dois testes. Considerando essa observação e a inviabilidade
26
de um N de 1096 indivíduos, foi considerado o cálculo de 12 sujeitos. Prevendo as possíveis perdas foi acrescido 50% ao número inicial e coletados testes de 18 sujeitos.
2.7.2 Análise dos dados
Os dados foram convertidos para uma planilha e para o Statistical Package for Social
Sciences® (SPSS, Chicago, IL, USA) versão 15.0 para análise estatística. As
variáveis contínuas foram apresentadas como média ± desvio-padrão (DP). As variáveis categóricas foram expressas em frequência absoluta e relativa.
Para avaliar a distribuição dos dados foi realizado o teste de Shapiro-Wilk. Foi utilizada ANOVA mista para comparar as variáveis VO2 pico, VE pico, R pico, FC pico, DP pico,
ΔLactato, DT, TID, TID/DT, HHb rep, HHb pico, ΔHHb, SatO2 rep, SatO2 pico e Δ
SatO2 utilizando o tipo de teste incremental como parcela e nível de obstrução como
subparcela. Para a análise post-hoc foi utilizado o teste LSD.
Devido ao fato da duração dos testes ter sido bem variada, uma análise visual com normalização dos dados considerando a duração individualizada de 0 a 100% foi utilizada para avaliar a contribuição relativa dos sistemas energéticos e o comportamento das variáveis obtidas pelo NIRS, com auxílio do software MATLAB
(Matrix Laboratory, MathWorks, USA). O sinal original foi suavizado por um filtro de
média movel de 10 segundos. Para a normalizar a duração do exercicio entre 0 e 100, o sinal filtrado foi interpolado com splines cúbicas e expresso em um gráfico com a média e o desvio padrão das medidas (DE BOOR, 2001).
Para avaliar a capacidade do VO2 pico e da HHb pico em discriminar o nível de
obstrução (proximal versus distal) foi realizada a análise discriminante. Considerando que não houve diferença no VO2 pico obtido na esteira e no cicloergômetro, foi
realizado o agrupamento dessa variável para proceder a análise discriminante.
Para avaliar as associações entre as variáveis VO2 pico, DT, TID e TID/DT com o
ΔLactato foi realizado o coeficiente de correlação de Pearson. Para todas as análises foi considerado para significância estatística um alfa de 5%.
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3. RESULTADOS
A amostra inicial foi composta por 18 voluntários, dos quais dois foram excluídos por não tolerarem a manobra de oclusão. Dessa forma, a amostra final foi composta por 16 indivíduos. Destes, dois indivíduos não realizaram um dos testes incrementais dentro do período estabelecido e foram excluídos das análises de comparação entre testes, para as quais foram avaliados 14 voluntários. Apenas 11 indivíduos conseguiram realizar espirometria que atenderam aos critérios de aceitação e reprodutibilidade. A Tabela 1 mostra as características da amostra analisada.
TABELA 1
Caracterização dos participantes do estudo
Características n Valor Idade (anos) 16 64,8 ± 8,5 Sexo (n) 16 Masculino 14 Feminino 2 ITB membro D 16 0,61 ± 0,15 ITB membro E 16 0,65 ± 0,22 IMC (kg/m²) 16 25,52 ± 3,34 VO2 pico (ml.kg-1.min-1) 16 18,8 ± 5,4 VO2 pico (% do previsto) 16 83,9 ± 30,4 Medicações (n) Beta-bloqueadores 16 5 Cilostazol 16 4 Nitrato 16 1 Diabetes Mellitus (n) 16 6 CVF (% do previsto) 11 82,4 ± 8,3 VEF1 (% do previsto) 11 79,3 ± 12,8 VEF1 / CVF (% do previsto) 11 94,4 ± 6,9
Dados apresentados como média e desvio-padrão ou frequência absoluta. ITB: Índice tornozelo-braço; IMC: Índice de massa corpórea; VO2 pico: Consumo de oxigênio de pico; CVF: Capacidade vital
forçada; VEF1: Volume expiratório forçado no primeiro segundo; VEF1 / CVF: Relação entre o Volume
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A tabela 2 apresenta as comparações das variáveis cardiopulmonares e metabólicas, entre o teste em esteira e cicloergômetro, considerando ainda a classificação do nível de obstrução apresentado pelos sujeitos como fonte de variação. Houve diferença nas variáveis R pico e ΔLactato quando comparados os testes em esteira versus cicloergômetro. Nas comparações entre os sujeitos com obstrução proximal e distal, houve diferença nas variáveis VO2 pico, VE pico, ΔLactato. Não foi encontrado efeito
interação significativo entre os fatores analisados em nenhuma das análises.
TABELA 2
Comparação da resposta cardiopulmonar e metabólica entre o teste incremental em esteira e cicloergômetro (n=14), considerando o nível de obstrução arterial dos
voluntários (n=9 proximal; n=5 distal)
Obstrução Esteira Cicloergômetro F (p) Teste F (p) Obstrução VO2 pico (ml.kg-1.min-1) Proximal 15,2 ± 3,5 14,4 ± 2,8 1,614 (0,228) 9,511 (0,009) Distal 21,0 ± 3,3 † 19,4 ± 5,1† Total 17,3 ± 4,4 16,2 ± 4,4 VCO2 pico (ml.min-1) Proximal 1010 ± 247 1092 ± 304 0,01 (0,923) 0,916 (0,357) Distal 1694 ± 430 1593 ± 425 Total 1254 ± 458 1271 ± 418 R pico Proximal 1,02 ± 0,12 1,15 ± 0,10 9,296 (0,010) 0,331 (0,576) Distal 1,10 ± 0,10 1,13 ± 0,05 Total 1,05 ± 0,11 1,15 ± 0,08* VE pico (L/min) Proximal 42,4 ± 9,7 47,2 ± 11,8 0,416 (0,531) 6,102 (0,029) Distal 56,6 ± 13,5† 56,5 ± 6,4† Total 47,5 ± 12,8 50,5 ± 10,9 FC pico (bpm) Proximal 119 ± 21 125 ± 24 0,482 (0,501) 0,429 (0,525) Distal 129 ± 29 130 ± 15 Total 122 ± 23 126 ± 20 DP pico (bpm.mmHg) Proximal 17909 ± 4040 17368 ± 4660 0,275 (0,610) 2,772 (0,122) Distal 20248 ± 4446 20600 ± 2022 Total 18744 ± 4181 17879 ± 4365 ΔLactato (mmol/L) Proximal 1,7 ± 1,3 3,0 ± 1,0 9,381 (0,010) 11,435 (0,005) Distal 2,8 ± 1,6† 5,5 ± 2,4† Total 2,1 ± 1,5 3,9 ± 2,0*
* p<0,05 versus teste em esteira; † = p<0,05 versus obstrução proximal. VO2 pico: Consumo de oxigênio
medido no pico do esforço; VCO2 pico: Produção de dióxido de carbono no pico do esforço; R pico:
Razão de troca respiratória no pico do esforço; VE pico: Ventilação minuto no pico do esforço; FC pico: Frequência cardíaca no pico do esforço; DP pico: Duplo produto no pico do esforço; ΔLactato: Variação da concentração sérica de lactato.
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A análise visual da contribuição dos sistemas energéticos aeróbio e anaeróbio lático é evidenciada pelos gráficos exibidos na figura 4.
A B
FIGURA 4 - Contribuição dos Sistemas Energéticos (média e desvio-padrão) nos testes incrementais em esteira (A) e cicloergômetro (B)
A tabela 3 apresenta as comparações dos sintomas de claudicação entre o teste em esteira e cicloergômetro, considerando o nível de obstrução. Houve diferença em DT e TID/DT quando comparado esteira versus cicloergômetro. Nas comparações entre os sujeitos com obstrução proximal e distal, houve diferença nas variáveis DT e TID. Não foi encontrado efeito interação significativo entre os fatores analisados.
TABELA 3
Comparação dos sintomas de claudicação entre o teste incremental em esteira e cicloergômetro (n=14), considerando o nível de obstrução arterial dos voluntários
(n=9 proximal; n=5 distal)
Obstrução Esteira Cicloergômetro F (p) Teste F (p) Obstrução DT (s) Proximal 697 ± 297 524 ± 154 8,815 (0,012) 12,504 (0,004) Distal 1075 ± 175† 858 ± 155† Total 832 ± 315 643 ± 223* TID (s) Proximal 285 ± 189 295 ± 149 2,476 (0,142) 7,587 (0,017) Distal 459 ± 163† 605 ± 232† Total 347 ± 194 406 ± 232 TID/DT (%) Proximal 42,3 ± 19,9 54,6 ± 18,8 12,005 (0,005) 0,780 (0,395) Distal 43,6 ± 15,8 68,6 ± 15,9 Total 42,8 ± 17,9 59,6 ± 18,6*
* p<0,05 versus teste em esteira; † = p<0,05 versus obstrução proximal. DT: Duração do Teste; TID:
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A tabela 4 mostra o resultado da comparação das variáveis do NIRS, entre o teste em esteira e cicloergômetro, considerando ainda a classificação do nível de obstrução apresentado pelos sujeitos como fonte de variação. Houve diferença nas variáveis HHb pico, ΔHHb, SatO2 pico e ΔSatO2 quando comparados os testes em esteira versus cicloergômetro. Nas comparações entre os sujeitos com obstrução proximal e
distal não houve diferença estatisticamente significativa.
TABELA 4
Comparação da resposta das variáveis medidas por NIRS entre o teste incremental em esteira e cicloergômetro (n=14), considerando o nível de obstrução arterial dos
voluntários (n=9 proximal; n=5 distal)
Obstrução Esteira Cicloergômetro F (p) Teste F (p) Obstrução HHb rep (µmol/L) Proximal 3,1 ± 5,4 3,8 ± 6,4 1,135 (0,308) 2,009 (0,182) Distal 2,1 ± 2,4 -3,3 ± 10,4 Total 2,8 ± 4,5 1,3 ± 8,4 HHb pico (µmol/L) Proximal 20,4 ± 10,5 11,9 ± 6,3 17,281 (0,001) 0,636 (0,441) Distal 20,1 ± 5,8 6,9 ± 4,8 Total 20,3 ± 8,9 10,1 ± 6,1* ΔHHb (µmol/L) Proximal 17,3 ± 10,7 8,1 ± 4,2 8,989 (0,011) 0,142 (0,713) Distal 17,9 ± 7,9 10,2 ± 8,2 Total 17,5 ± 9,5 8,9 ± 5,7* SatO2 rep (%) Proximal 65,4 ± 5,8 68,7 ± 6,2 3,399 (0,221) 1,206 (0,294) Distal 69,0 ± 2,9 70,8 ± 3,0 Total 66,8 ± 5,1 69,4 ± 5,2 SatO2 pico (%) Proximal 46,5 ± 4,9 57,8 ± 5,8 36,639 (<0,001) 0,505 (0,491) Distal 49,1 ± 8,5 59,9 ± 9,2 Total 47,4 ± 6,2 58,5 ± 6,9* ΔSatO2 (%) Proximal -19,0 ± 5,9 -10,9 ± 5,7 17,043 (0,001) 0,023 (0,882) Distal -20,0 ± 7,6 -10,9 ± 8,7 Total -19,3 ± 6,3 -10,9 ± 6,6*
* p<0,05 versus teste em esteira; † = p<0,05 versus obstrução proximal. HHb rep: Concentração relativa
de deoxihemoglobina em repouso; HHb pico: Concentração relativa de deoxihemoglobina no pico do esforço; ΔHHb: Variação da concentração de deoxihemoglobina; SatO2 rep: Saturação tecidual de
oxigênio em repouso; SatO2 pico: Saturação tecidual de oxigênio no pico do esforço; ΔSatO2: Variação
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Na análise discriminante o VO2 pico foi capaz de discriminar o nível de obstrução
proximal versus distal (Wilks's Λ = 0,611; 2(gl=2) = 13,546, p<0,0001), sendo este
modelo capaz de explicar 38,9% da variação total entre os grupos (função de correlação canônica de 0,624). Além disso, foram classificados corretamente 89,5% dos voluntários com obstrução proximal e 63,6% dos voluntários com obstrução distal, estabelecendo-se um ponto de corte para o VO2 de 17,72 mL/kg.min entre os dois
grupos, através do modelo encontrado (fd(x)= -0,407(VO2pico); c= 7,356).
Quando se adicionou a variável HHb pico na análise em conjunto com o VO2 pico
(Wilks´s = 0,539; 2(gl=2) =16,668; p<0,0001), foi obtida uma melhora da capacidade
discriminativa da obstrução distal para 81,8%, através do modelo fd(x)= -0,540(VO2pico) + 0,110(HHb pico); c= 8,057.
As figuras 5 e 6 mostram o comportamento das variáveis do NIRS (deoxihemoglobina e saturação tecidual de oxigênio, respectivamente) ao longo do teste incremental em esteira e cicloergômetro, quando a duração é normalizada entre os indivíduos, variando de 0 a 100% do tempo de duração do teste.
FIGURA 5 – Comportamento da deoxihemoglobina (média e desvio-padrão) durante teste incremental em esteira e cicloergômetro.
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FIGURA 6 – Comportamento da SatO2 (média e desvio-padrão) durante teste
incremental em esteira e cicloergômetro.
A tabela 6 mostra as correlações entre a variação de lactato (ΔLactato) e as variáveis de desempenho observadas nos testes.
TABELA 5
Correlação de Pearson (r) entre a variação de lactato durante o exercício e variáveis de desempenho nos testes incrementais em esteira (n=15) e cicloergômetro (n=15).
ΔLactato Esteira ΔLactato Cicloergômetro
r (Valor-p) r (Valor-p) VO2 pico 0,238 (0,393) 0,869* (<0,001) DT 0,211 (0,451) 0,871* (<0,001) <0,001 TID -0,124 (0,659) 0,936* (<0,001) <0,001 TID/DT -0,238 (0,392) 0,702* (0,004)
ΔLactato: Variação da concentração sérica de lactato; VO2 pico: Consumo de oxigênio medido no pico
do esforço; DT: Duração do Teste; TID: Tempo até o Início da Dor; TID/DT: Relação percentual entre o Tempo de Início da Dor e a Duração do Teste. * = p<0,05.
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4. DISCUSSÃO
Um dos principais achados do presente estudo foi demonstrar que o exercício em cicloergômetro é capaz de produzir uma resposta cardiopulmonar máxima similar ao teste em esteira, apesar de diferenças na resposta metabólica, parâmetros observados pelo NIRS e sintomas de claudicação. De maneira similar ao encontrado em estudos anteriores que compararam o desempenho de sujeitos com DAP na esteira e cicloergômetro, não foi encontrada diferença significativa no VO2 pico entre
as duas modalidades de teste (ASKEW et al., 2002; TUNER et al., 2008).
Tuner e colaboradores estudaram a hipótese de que o teste incremental em cicloergômetro seria capaz de causar um estresse metabólico e cardiovascular em nível similar ao provocado durante um teste incremental em esteira. Para isso, compararam a reprodutibilidade da tolerância de exercício e as respostas cardiopulmonares máximas de ambas as modalidades de teste em 10 sujeitos com DAP e nível de acometimento predominantemente na artéria femoral superficial. A média de idade dos indivíduos foi de 52 ± 6 anos e peso corporal de 74,6 ± 13,2 kg (TUNER et al., 2008).
No estudo supracitado, após familiarização, cada sujeito realizou dois testes em cada modalidade de exercício em ordem randomizada e separados por pelo menos seis dias. Para o teste em cicloergômetro, foi utilizado um protocolo com aquecimento de três minutos sem carga, seguidos por um aumento de 10W por minuto até a exaustão. Já no teste em esteira, utilizaram aquecimento de dois minutos a 2 km/h sem inclinação, seguidos de estágios com uma velocidade fixa de 3,2 km/h e aumentos de inclinação de 0,5% a cada 30 segundos até a exaustão. Neste estudo, encontraram diferenças entre o VCO2 pico, VE pico, FC pico e R pico quando comparadas as duas
modalidades (TUNER et al., 2008).
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cicloergômetro de 16 indivíduos com média de idade de 63 ± 10 anos, 76 ± 13 kg e IMC de 25,9 ± 4,3. Após um período de familiarização, foram utilizados os mesmos protocolos do presente estudo para ambos os testes, os quais já foram descritos previamente neste trabalho. Eles demonstraram que pedalar e caminhar induzem a um nível de estresse metabólico e cardiovascular semelhante, mas com diferenças no sintoma limitante e na resposta hemodinâmica pós-exercício (ASKEW et al., 2002). De maneira similar ao reportado por estes pesquisadores, em nosso estudo não foi encontrada diferença no VO2 pico, VE pico, FC pico e DP pico, mas houve diferença
significativa na R pico (ASKEW et al., 2002).
A resposta da R pico, distinta entre os testes, pode ser explicada por possíveis diferenças na seleção do substrato e vias de fornecimento de energia. Sabe-se que a R durante o exercício físico será maior quanto maior for a utilização de carboidratos como fonte de energia (NEDER; NERY, 2002). No presente estudo, houve uma resposta de ΔLactato maior no cicloergômetro, o que refletiria uma maior utilização da via anaeróbica lática para fornecimento de energia no pico do esforço (ARTIOLI et al., 2012; BERTUZZI et al., 2013), via esta que é dependente exclusivamente da quebra de glicose (POWERS; HOWLEY, 2004).
A análise gráfica da contribuição energética percentual das vias aeróbia e anaeróbia lática, considerando a duração relativa do esforço, mostra o quanto esta diferença na utilização da via anaeróbica representa em termos do total da demanda energética para cada intensidade de esforço. Observa-se que há uma maior contribuição da via glicolítica no teste em cicloergômetro quando comparado ao teste em esteira, não somente no pico do esforço, mas durante toda a duração dos dois protocolos de exercício. A associação significativa encontrada da ΔLactato com os parâmetros VO2
pico, DT, TID e TID/DT apenas no teste em cicloergômetro também reforça a importância que esta via de obtenção de energia possui para o desempenho do exercício nessa modalidade.
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Em um estudo com 14 indivíduos saudáveis e fisicamente ativos, Scott e colaboradores demonstraram que a ΔLactato e o gasto energético pela via anaeróbia lática foi significantemente maior pedalando do que correndo (SCOTT et al., 2006). Além disso, esses autores reportaram que apesar da diferença entre a contribuição das vias energéticas, não houve diferença no gasto energético total para desempenhar um protocolo de exercício de um minuto pedalando a 250 watts ou em carga similar estimada na esteira de acordo com o trabalho vertical e peso dos indivíduos (SCOTT et al., 2006).
Bertuzzi e colaboradores, em um estudo com 10 corredores recreacionais e saudáveis, avaliaram a contribuição dos sistemas energéticos durante protocolo de exercício incremental em esteira, encontrando uma contribuição percentual de 86 a 95% da via aeróbia e 5 a 14% da via glicolítica, com a contribuição dos sistemas energéticos demonstrando uma transição lenta e progressiva conforme aumento da intensidade de exercício (BERTUZZI et al., 2013).
Os achados do presente estudo são compatíveis aos encontrados por estes autores, principalmente quando consideramos os dados obtidos em esteira e a análise gráfica da contribuição energética, não parecendo haver diferença visual entre os percentuais encontrados para indivíduos saudáveis e indivíduos com DAP. De acordo com nosso conhecimento, este é o primeiro estudo que avaliou a contribuição dos sistemas energéticos durante teste incremental em indivíduos com DAP. Os resultados encontrados são relevantes para compreender melhor as demandas metabólicas e energéticas durante o teste incremental e suscitar a hipótese de que pode existir diferença nas alterações metabólicas adaptativas geradas por modalidades distintas de exercício, mesmo em sujeitos com claudicação intermitente, limitados por isquemia periférica.
Em se tratando da DT e TID, Tuner e colaboradores, utilizando protocolos de exercício incremental distintos dos utilizados no presente estudo e avaliando um grupo de indivíduos com média de idade menor (52 ± 6 anos), não encontraram diferença
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significativa entre DT e TID na esteira e cicloergômetro (TUNER et al., 2008). Askew e colaboradores, fazendo uso dos mesmos protocolos de exercício que foram utilizados no presente estudo, encontraram uma maior DT em cicloergômetro, sem diferença significativa no TID/DT (ASKEW et al., 2002). Nós, ao contrário, encontramos uma maior DT para o teste em esteira, mas com o início da dor mais precoce, a 42,8 ± 17,9 % de tempo do teste decorrido versus 59,6 ± 18,6 % no cicloergômetro.
Estes dados de tempo de teste e sintoma claudicante, em conjunto com os achados observados pelo NIRS em panturrilhas de maior HHb pico, maior ΔHHb, menor SatO2
pico e maior ΔSatO2 para o teste em esteira, evidenciam que a demanda periférica
neste grupo muscular é diferente entre as duas modalidades de teste e reforça a hipótese de que o fluxo sanguíneo para o tríceps sural seja limitante durante a caminhada, mas não durante o exercício em cicloergômetro (TUNER et al., 2008). Em relação aos estudos anteriores sobre o tema, o presente estudo é o primeiro a incluir a monitorização por NIRS, cuja análise visual do comportamento da HHb e SatO2
evidencia a diferença de extração de oxigênio em toda a duração do exercício. É possível observar uma resposta mais precoce, súbita e com menor SatO2 e maior HHb
no pico do esforço na esteira, enquanto que no cicloergômetro é observada uma mudança gradual e com menor variação. Ainda são necessários outros estudos com a finalidade de definir melhor os valores de corte dessas variáveis em pacientes com DAP (BOEZEMAN et al., 2016).
Em relação às diferenças entre pacientes com acometimento aortoilíaco ou femoropoplíteo, estudos anteriores evidenciam que os pacientes com acometimento distal são mais responsivos ao tratamento com exercícios, o que lhes confere melhor prognóstico e coloca a reabilitação como opção terapêutica de escolha destes pacientes. Indivíduos com obstrução proximal também se beneficiam de intervenções com exercício, mas são candidatos mais prováveis à outras intervenções terapêuticas associadas (MALGOR et al., 2015; PERKINS et al., 1996).
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Isso demonstra a importância de estratificar o nível de acometimento da doença, para tomar a decisão terapêutica mais adequada para estes pacientes. No presente estudo, houve diferença significativa de desempenho na comparação dos subgrupos de nível de acometimento da doença, com menor VO2 pico, VE pico, ΔLactato, DT e TID nos
sujeitos com obstrução no segmento proximal. A análise discriminante considerando o VO2 pico e a HHb pico, independentemente do tipo de teste, foi capaz de classificar
corretamente 89,5% dos voluntários com obstrução proximal e 81,8% dos sujeitos com obstrução distal, o que demonstra que na ausência de exame de imagem para definição de nível de acometimento, a utilização do teste cardiopulmonar e do NIRS como opções não-invasivas de estratificação do paciente é possível de ser realizada.
É importante destacar que apenas o VO2 pico isoladamente já é capaz de discriminar
bem os indivíduos com obstrução proximal. Desta maneira, a utilização do teste cardiopulmonar isoladamente ou em conjunto com o NIRS pode ser mais interessante que a análise realizada em repouso pelo duplex scan, pois além de fornecer dados que podem ser importantes para a melhor prescrição do exercício e avaliação da capacidade funcional, também é um método capaz de discriminar o nível de obstrução destes sujeitos. Além disso, a partir dos achados aqui reportados, novos estudos poderão avaliar se testes de exercício mais simples e de mais fácil aplicabilidade, poderão ser utilizados com a finalidade de discriminar o nível de obstrução de sujeitos com DAP.
O presente estudo possui algumas limitações. O pequeno número de sujeitos pesquisados e a desproporção entre homens e mulheres participantes devem ser levados em consideração. A ausência do uso de uma ferramenta validada para a estratificação do nível de atividade física prévia dos sujeitos participantes pode ter gerado um viés. Além disso, a não realização de visitas iniciais para familiarização dos sujeitos com os métodos utilizados, podem ter influenciado nos resultados encontrados. Futuros estudos devem, se possível, tentar envolver homens e mulheres em proporções similares à prevalência de DAP encontrada entre os sexos, controlar o nível de aptidão física dos indivíduos e realizar visitas prévias para familiarização dos mesmos.
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5. CONCLUSÃO
O teste de exercício incremental em esteira ou cicloergômetro são capazes de produzir uma resposta cardiopulmonar máxima similar, apesar de diferenças metabólicas, nos sintomas de claudicação e comportamento de HHb e SatO2 em
panturrilhas. Uma maior contribuição da via glicolítica foi observada no cicloergômetro quando comparado à esteira, com a variação da concentração sérica de lactato sendo um fator associado ao desempenho nesta modalidade de teste. A demanda periférica por extração de oxigênio em panturrilhas é menor no cicloergômetro e sugere que o fluxo sanguíneo para este grupo muscular seja limitante durante a caminhada, mas não durante o exercício em cicloergômetro. No entanto, tanto o teste em esteira quanto em cicloergômetro podem ser considerados como alternativas viáveis para a avaliação de indivíduos com DAP.
Indivíduos com acometimento proximal apresentam pior desempenho, com menor VO2 pico, VE pico, ΔLactato, DT e TID. Na ausência de exame de imagem para
definição de nível de acometimento, a utilização do teste cardiopulmonar e do NIRS como ferramentas não-invasivas de estratificação do paciente é possível e com boa acurácia.
